FPGAMPEG-4视频编码器设计

文中详细阐述了针对adsp-bf561双核dsp芯片的mpeg-4视频编码算法的优化方法。实验数据表明,优化后的编码器性能得到了全面提升,实现了基于adsp-bf561双核平台上的4cif视频实时编码。

针对type-1视频编码平台中的帧间预测仅有全搜索算法,从而计算复杂度很高的问题,提出了改进的umhexa-gons快速搜索算法.该算法采用了umhexagons算法的框架,针对该算法在参考帧数目和编码模式受限的条件下,建立了一种起始位置运动矢量预测模型;同时,为了解决umhexagons算法中第2类提前截止阈值计算不准确而导致编码性能下降的问题,提出了利用空间相关性的阈值修正方式.在type-1平台中的实验结果表明,该算法的搜索精度较高,并且能够较好地适应不同序列的纹理特性.相比于全搜索算法,平均节省97%以上的时间,同时编码效率下降控制在平均0.032db以内.得出结论:改进的算法能够提升编码效率,同时节省平均运动搜索时间.

介绍了在tms320dm6446dsp平台上实现avs视频编码器的算法设计与优化方法。在软件整体设计优化的基础上,重点对运动估计等算法进行了优化改进;同时针对平台特点给出结构优化方法,主要包括提高代码并行性及存储器和数据搬移的优化。测试结果表明,通过优化,在保证图像质量损失较小的情况下,编码器的编码速率有显著提高。

针对现场可编程门阵列(fpga)平台,提出可重构视频编码(rvc)的硬件实现方案.为提高系统吞吐量和功能单元(fu)的可重用及可扩性,提出分层的、多颗粒度并存的、可重用的功能单元设计方法;为重构的简单性及降低实现复杂度,提出在功能单元之间采用不同的存储结构作为数据连接方式.最终实现支持h.264/avc和avs的全i帧可重构视频编码器.结果表明,该编码器在xilinxvirtex-5330上能够分别实现h.264/avc标准下25帧及avs标准下37帧1920×1080视频的实时编码,比2个标准单独的设计实现代价降低了33%.

用数字信号处理(dsp)实现视频图像的压缩编码应用灵活、扩展性好,可以克服专用芯片视频编码器和现场可编程门阵列(fpga)视频编码器的一些局限性,有广泛的应用前景。论述了基于dsp64xx的视频编码器硬件平台,着重分析了编码器外部存储器高速数字信号的信号完整性问题,对数据线、地址线的信号传输波形进行了仿真、分析,并详细阐述了dsp视频编码器软件框架结构和软件优化策略。该编码器已在工程中广泛使用,性能稳定可靠。

设计了一套基于tms320dm6446的视频压缩系统。主芯片采用ti公司的tms320dm6446,模拟视频信号送入解码器tvp5150后,解码为符合itu-rbt.656标准的数字视频信号,bt.656数字视频信号被送往tms320dm6446,tms320dm6446内嵌dsp实现视频信号的h.264压缩,内嵌arm对压缩后数据进行打包并进行网络传输。实践证明,该编码方案很好地完成了数据压缩及传输,当码率为372kb/s时,psnr为39.18db(使用news序列),符合设计要求。

在ti最新的davinci处理器tms320dm6467开发平台上实现了h.264视频编码的移植。重点阐述了davinci平台的特点及开发方法,分析了h.264的移植过程中遇到的难点,解决了该芯片内部dsp端和arm端之间的双核通信及h.264视频编码程序在双核系统中分割等问题。

基于高速定点dsp处理器tms320dm642,设计并实现了一款嵌入式实时h.264视频编码器,提出了局部自适应预测运动估计算法.采用c64xcpu的软件优化技术,解决了视频编码的实时性问题.实验结果表明,h.264编码器对分辨率为320×288yuv格式视频信号的编码速率达到每秒13帧以上,且具有极低的码流速率和较高的图像编码质量.

针对高清视频庞大的数据量以及h.264编码器复杂的编码结构引起的低编码速率的问题,对影响算法编码速率的原因进行了深入分析,并设计了高效的多核并行方案,进而充分利用tms320c6678的多核性能,并结合tms320c6678的运算存储特性,对h.264编码器进行了多方面的优化,最终使h.264编码器对720p高清视频序列编码速率从1.2fps增加到27.2fps,更加贴近于实际应用。

为解决视频监控应用中数据量多,运算量大和实时性要求高的问题,提出了基于arm9内核,片内集成视频硬件编码协处理器的海思hi3512芯片的h.264视频编码器设计方案。采用理论与仿真相结合的方法,对复合视频分离电路和音频接口模块的硬件架构进行了分析,指出了设计中应注意的问题与采取的解决方法,并进一步讨论了视频处理模块中ddr2(doubledatarate2sdram)单元等关键电路的理论计算与仿真设计,通过多线程对视音频编码算法进行了实现。通过对实际样机的长时间不间断测试,验证了编码器的编码能力和可靠性,表明其达到了视频监控中的要求。

vga+hdmi高清视频编码器hs-b100v/h-e 一、产品介绍： vga+hdmi高清视频编码器hs-b100v/h-e是一款专业的高清音视频编码器， 该产品具有1路hdmi音视频输入接口，1路vga高清视频输入，1路立体声输入， 支持h.264编码格式，可同时可对hdmi，vga，音频进行编码。输出不同信号的 ts双码流设计，是一款双路高清编码器。可根据不同需要设置每一路的输出码 流分辨率，该设备具有高集成，低成本的优势，可广泛应用于各种数字电视播出 系统，网络电视系统，全面代替采集卡使用。全面支持vlc解码操作。 二、产品特点： 全面支持onvif协议,可支持nvr录播； 采用标准h264编码； 音频编码支持mpeg1audiolayer2； cbr/vbr/abr码率控制，16kbit/s～16mbit/s； 网络接口采用10

rohm面向监视摄像头和家居安全设备、汽车行驶记录仪等安装有相机模块的设备，开发了内置雾图像处理功能的视频编码器icbu6521kv。

视频编码器接线图：ioi

mpeg-4为音视频数据制定通用、有效的编码方案,并赋予用户针对应用来配置和建立系统的能力,具有广阔的应用空间。简要介绍了philips公司的pnx1300定点dsp芯片,针对该芯片的硬件结构特点,设计了mpeg-4实时编解码可行方案,对系统的软硬件实现过程进行了优化。试验结果表明,编码器开发设计程序简洁、工作稳定可靠、性能良好,平均无故障工作时间在2000h以上。

视频编码器产品技术方案

该文以ti公司tms320dm642dsp为核心处理器设计实现了一个符合mpeg标准的低码率实时视频编码器。主要特色是:提出并实现了中心三步搜索和菱形搜索相结合的方法进行快速运动搜索:提出并实现了一种新的全零块预先判别方法;针对dsp系统结构以及指令特点对编码过程中的运算密集部分进行专门优化。实验表明.该文提出的快速运动搜索算法性能优于中心三步搜索算法。全零块预先判别机制在保证图像质量的同时能有效减小运算量并降低码率。

本文结合c64系列dsp芯片的特点,讨论基于tms320dm642dsp的mpeg-4视频实时编码算法实现和优化方法。优化通过修改适于dsp的数据结构,有效地分配片上核心内存,合理应用edma、缓存cache、线性汇编、软件流水、ccs优化工具等多种方法综合来完成。实验结果证明,这些方法提高了程序的并行性和存储器的访问效率,优化过的编码器可以实现实时编码。

h.264/avc是itu-t和iso/iec两大国际组织共同制定的新一代视频压缩编码标准。指数哥伦布编码是熵编码的重要主要组成模块,对从码流中提取的句法元素进行编码。它与基于上下文自适应的可变长编码(cavlc)或基于上下文自适应的算术编码(cabac)共同构成了熵编码。本文全面介绍了指数哥伦布的基本原理及本设计中指数哥伦布编码的句法元素,重点阐述了指数哥伦布编码器的硬件实现方法。实验结果表明,该设计能满足分辨率为1920×1080的视频序列的实时编码对质量和速度的要求。

机载视频图像种类多样,要求编码器具备很高的处理能力和灵活性。设计一种基于dsp和fpga的编码器,通过对h.264/avc算法进行适当修改,实现dsp和fpga并行流水处理。fpga作为dsp的协处理器,完成子像素运动估计和帧内模式预测功能,大大降低了dsp的计算负载。经测试,设计的编码器可以实现1路高清视频(hdtv:1280×720,30帧/s)或者2路标清视频(sdtv:720×576,25帧/s)的实时编码。同时,fpga还可以完成遥测数据与视频码流的融合打包传输,简化了机上遥测系统的设计。

介绍了xilinx公司的32位软核处理器microblaze的结构,分析了国家音视频编解码标准avs的技术特点,简述了软硬件协同设计的avs视频编码器的体系结构及软硬件划分,重点阐述了在此体系中microblaze处理器及相应软件的设计。

以太网音视频桥接技术(ethernetaudio/videobridging,简称ethernetavb)是一项新的ieee802标准,其在传统以太网络的基础上,通过保障带宽(bandwidth),限制延迟(latency)和精确时钟同步(timesynchronization),提供完美的服务质量(qos),以支持各种基于音频、视频的网络流媒体应用。本文采用音视频压缩专用处理器与一种具有以太网avb功能的交换芯片,设计了一种具有优良的音视频网络传输特性的音视频编码器。

基于以太网AVB技术的音视频编码器设计